fs/aio.c

   1 /*
   2  *      An async IO implementation for Linux
   3  *      Written by Benjamin LaHaise <bcrl@kvack.org>
   4  *
   5  *      Implements an efficient asynchronous io interface.
   6  *
   7  *      Copyright 2000, 2001, 2002 Red Hat, Inc.  All Rights Reserved.
   8  *
   9  *      See ../COPYING for licensing terms.
  10  */
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/init.h>
  13 #include <linux/errno.h>
  14 #include <linux/time.h>
  15 #include <linux/aio_abi.h>
  16 #include <linux/export.h>
  17 #include <linux/syscalls.h>
  18 #include <linux/backing-dev.h>
  19 #include <linux/uio.h>
  20
  21 #define DEBUG 0
  22
  23 #include <linux/sched.h>
  24 #include <linux/fs.h>
  25 #include <linux/file.h>
  26 #include <linux/mm.h>
  27 #include <linux/mman.h>
  28 #include <linux/mmu_context.h>
  29 #include <linux/slab.h>
  30 #include <linux/timer.h>
  31 #include <linux/aio.h>
  32 #include <linux/highmem.h>
  33 #include <linux/workqueue.h>
  34 #include <linux/security.h>
  35 #include <linux/eventfd.h>
  36 #include <linux/blkdev.h>
  37 #include <linux/compat.h>
  38
  39 #include <asm/kmap_types.h>
  40 #include <asm/uaccess.h>
  41
  42 #if DEBUG > 1
  43 #define dprintk         printk
  44 #else
  45 #define dprintk(x...)   do { ; } while (0)
  46 #endif
  47
  48 /*------ sysctl variables----*/
  49 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
  50 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
  51 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
  52 /*----end sysctl variables---*/
  53
  54 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
  55 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
  56
  57 static struct workqueue_struct *aio_wq;
  58
  59 /* Used for rare fput completion. */
  60 static void aio_fput_routine(struct work_struct *);
  61 static DECLARE_WORK(fput_work, aio_fput_routine);
  62
  63 static DEFINE_SPINLOCK(fput_lock);
  64 static LIST_HEAD(fput_head);
  65
  66 static void aio_kick_handler(struct work_struct *);
  67 static void aio_queue_work(struct kioctx *);
  68
  69 /* aio_setup
  70  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
  71  *      failure as this is done early during the boot sequence.
  72  */
  73 static int __init aio_setup(void)
  74 {
  75         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
  76         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
  77
  78         aio_wq = alloc_workqueue("aio", 0, 1);  /* used to limit concurrency */
  79         BUG_ON(!aio_wq);
  80
  81         pr_debug("aio_setup: sizeof(struct page) = %d\n", (int)sizeof(struct page));
  82
  83         return 0;
  84 }
  85 __initcall(aio_setup);
  86
  87 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
  88 {
  89         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
  90         long i;
  91
  92         for (i=0; i<info->nr_pages; i++)
  93                 put_page(info->ring_pages[i]);
  94
  95         if (info->mmap_size) {
  96                 down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
  97                 do_munmap(ctx->mm, info->mmap_base, info->mmap_size);
  98                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
  99         }
 100
 101         if (info->ring_pages && info->ring_pages != info->internal_pages)
 102                 kfree(info->ring_pages);
 103         info->ring_pages = NULL;
 104         info->nr = 0;
 105 }
 106
 107 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx)
 108 {
 109         struct aio_ring *ring;
 110         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
 111         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
 112         unsigned long size;
 113         int nr_pages;
 114
 115         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
 116         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
 117
 118         size = sizeof(struct aio_ring);
 119         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
 120         nr_pages = (size + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
 121
 122         if (nr_pages < 0)
 123                 return -EINVAL;
 124
 125         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event);
 126
 127         info->nr = 0;
 128         info->ring_pages = info->internal_pages;
 129         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
 130                 info->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
 131                 if (!info->ring_pages)
 132                         return -ENOMEM;
 133         }
 134
 135         info->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 136         dprintk("attempting mmap of %lu bytes\n", info->mmap_size);
 137         down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
 138         info->mmap_base = do_mmap(NULL, 0, info->mmap_size,
 139                                   PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE,
 140                                   0);
 141         if (IS_ERR((void *)info->mmap_base)) {
 142                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
 143                 info->mmap_size = 0;
 144                 aio_free_ring(ctx);
 145                 return -EAGAIN;
 146         }
 147
 148         dprintk("mmap address: 0x%08lx\n", info->mmap_base);
 149         info->nr_pages = get_user_pages(current, ctx->mm,
 150                                         info->mmap_base, nr_pages,
 151                                         1, 0, info->ring_pages, NULL);
 152         up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
 153
 154         if (unlikely(info->nr_pages != nr_pages)) {
 155                 aio_free_ring(ctx);
 156                 return -EAGAIN;
 157         }
 158
 159         ctx->user_id = info->mmap_base;
 160
 161         info->nr = nr_events;           /* trusted copy */
 162
 163         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0]);
 164         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
 165         ring->id = ctx->user_id;
 166         ring->head = ring->tail = 0;
 167         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
 168         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
 169         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
 170         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
 171         kunmap_atomic(ring);
 172
 173         return 0;
 174 }
 175
 176
 177 /* aio_ring_event: returns a pointer to the event at the given index from
 178  * kmap_atomic().  Release the pointer with put_aio_ring_event();
 179  */
 180 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
 181 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
 182 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
 183
 184 #define aio_ring_event(info, nr) ({                                     \
 185         unsigned pos = (nr) + AIO_EVENTS_OFFSET;                        \
 186         struct io_event *__event;                                       \
 187         __event = kmap_atomic(                                          \
 188                         (info)->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]); \
 189         __event += pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;                           \
 190         __event;                                                        \
 191 })
 192
 193 #define put_aio_ring_event(event) do {          \
 194         struct io_event *__event = (event);     \
 195         (void)__event;                          \
 196         kunmap_atomic((void *)((unsigned long)__event & PAGE_MASK)); \
 197 } while(0)
 198
 199 static void ctx_rcu_free(struct rcu_head *head)
 200 {
 201         struct kioctx *ctx = container_of(head, struct kioctx, rcu_head);
 202         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 203 }
 204
 205 /* __put_ioctx
 206  *      Called when the last user of an aio context has gone away,
 207  *      and the struct needs to be freed.
 208  */
 209 static void __put_ioctx(struct kioctx *ctx)
 210 {
 211         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
 212         BUG_ON(ctx->reqs_active);
 213
 214         cancel_delayed_work_sync(&ctx->wq);
 215         aio_free_ring(ctx);
 216         mmdrop(ctx->mm);
 217         ctx->mm = NULL;
 218         if (nr_events) {
 219                 spin_lock(&aio_nr_lock);
 220                 BUG_ON(aio_nr - nr_events > aio_nr);
 221                 aio_nr -= nr_events;
 222                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 223         }
 224         pr_debug("__put_ioctx: freeing %p\n", ctx);
 225         call_rcu(&ctx->rcu_head, ctx_rcu_free);
 226 }
 227
 228 static inline int try_get_ioctx(struct kioctx *kioctx)
 229 {
 230         return atomic_inc_not_zero(&kioctx->users);
 231 }
 232
 233 static inline void put_ioctx(struct kioctx *kioctx)
 234 {
 235         BUG_ON(atomic_read(&kioctx->users) <= 0);
 236         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&kioctx->users)))
 237                 __put_ioctx(kioctx);
 238 }
 239
 240 /* ioctx_alloc
 241  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
 242  */
 243 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
 244 {
 245         struct mm_struct *mm;
 246         struct kioctx *ctx;
 247         int err = -ENOMEM;
 248
 249         /* Prevent overflows */
 250         if ((nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) ||
 251             (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct kiocb)))) {
 252                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
 253                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 254         }
 255
 256         if (!nr_events || (unsigned long)nr_events > aio_max_nr)
 257                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
 258
 259         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
 260         if (!ctx)
 261                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 262
 263         ctx->max_reqs = nr_events;
 264         mm = ctx->mm = current->mm;
 265         atomic_inc(&mm->mm_count);
 266
 267         atomic_set(&ctx->users, 2);
 268         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
 269         spin_lock_init(&ctx->ring_info.ring_lock);
 270         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
 271
 272         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
 273         INIT_LIST_HEAD(&ctx->run_list);
 274         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->wq, aio_kick_handler);
 275
 276         if (aio_setup_ring(ctx) < 0)
 277                 goto out_freectx;
 278
 279         /* limit the number of system wide aios */
 280         spin_lock(&aio_nr_lock);
 281         if (aio_nr + nr_events > aio_max_nr ||
 282             aio_nr + nr_events < aio_nr) {
 283                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 284                 goto out_cleanup;
 285         }
 286         aio_nr += ctx->max_reqs;
 287         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 288
 289         /* now link into global list. */
 290         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 291         hlist_add_head_rcu(&ctx->list, &mm->ioctx_list);
 292         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 293
 294         dprintk("aio: allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
 295                 ctx, ctx->user_id, current->mm, ctx->ring_info.nr);
 296         return ctx;
 297
 298 out_cleanup:
 299         err = -EAGAIN;
 300         aio_free_ring(ctx);
 301 out_freectx:
 302         mmdrop(mm);
 303         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 304         dprintk("aio: error allocating ioctx %d\n", err);
 305         return ERR_PTR(err);
 306 }
 307
 308 /* aio_cancel_all
 309  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used
 310  *      when the processes owning a context have all exited to encourage
 311  *      the rapid destruction of the kioctx.
 312  */
 313 static void aio_cancel_all(struct kioctx *ctx)
 314 {
 315         int (*cancel)(struct kiocb *, struct io_event *);
 316         struct io_event res;
 317         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 318         ctx->dead = 1;
 319         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
 320                 struct list_head *pos = ctx->active_reqs.next;
 321                 struct kiocb *iocb = list_kiocb(pos);
 322                 list_del_init(&iocb->ki_list);
 323                 cancel = iocb->ki_cancel;
 324                 kiocbSetCancelled(iocb);
 325                 if (cancel) {
 326                         iocb->ki_users++;
 327                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 328                         cancel(iocb, &res);
 329                         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 330                 }
 331         }
 332         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 333 }
 334
 335 static void wait_for_all_aios(struct kioctx *ctx)
 336 {
 337         struct task_struct *tsk = current;
 338         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
 339
 340         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 341         if (!ctx->reqs_active)
 342                 goto out;
 343
 344         add_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
 345         set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 346         while (ctx->reqs_active) {
 347                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 348                 io_schedule();
 349                 set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 350                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 351         }
 352         __set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
 353         remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
 354
 355 out:
 356         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 357 }
 358
 359 /* wait_on_sync_kiocb:
 360  *      Waits on the given sync kiocb to complete.
 361  */
 362 ssize_t wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *iocb)
 363 {
 364         while (iocb->ki_users) {
 365                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 366                 if (!iocb->ki_users)
 367                         break;
 368                 io_schedule();
 369         }
 370         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 371         return iocb->ki_user_data;
 372 }
 373 EXPORT_SYMBOL(wait_on_sync_kiocb);
 374
 375 /* exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point,
 376  * there is no way for any new requests to be submited or any of the
 377  * io_* syscalls to be called on the context.  However, there may be
 378  * outstanding requests which hold references to the context; as they
 379  * go away, they will call put_ioctx and release any pinned memory
 380  * associated with the request (held via struct page * references).
 381  */
 382 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
 383 {
 384         struct kioctx *ctx;
 385
 386         while (!hlist_empty(&mm->ioctx_list)) {
 387                 ctx = hlist_entry(mm->ioctx_list.first, struct kioctx, list);
 388                 hlist_del_rcu(&ctx->list);
 389
 390                 aio_cancel_all(ctx);
 391
 392                 wait_for_all_aios(ctx);
 393
 394                 if (1 != atomic_read(&ctx->users))
 395                         printk(KERN_DEBUG
 396                                 "exit_aio:ioctx still alive: %d %d %d\n",
 397                                 atomic_read(&ctx->users), ctx->dead,
 398                                 ctx->reqs_active);
 399                 put_ioctx(ctx);
 400         }
 401 }
 402
 403 /* aio_get_req
 404  *      Allocate a slot for an aio request.  Increments the users count
 405  * of the kioctx so that the kioctx stays around until all requests are
 406  * complete.  Returns NULL if no requests are free.
 407  *
 408  * Returns with kiocb->users set to 2.  The io submit code path holds
 409  * an extra reference while submitting the i/o.
 410  * This prevents races between the aio code path referencing the
 411  * req (after submitting it) and aio_complete() freeing the req.
 412  */
 413 static struct kiocb *__aio_get_req(struct kioctx *ctx)
 414 {
 415         struct kiocb *req = NULL;
 416
 417         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
 418         if (unlikely(!req))
 419                 return NULL;
 420
 421         req->ki_flags = 0;
 422         req->ki_users = 2;
 423         req->ki_key = 0;
 424         req->ki_ctx = ctx;
 425         req->ki_cancel = NULL;
 426         req->ki_retry = NULL;
 427         req->ki_dtor = NULL;
 428         req->private = NULL;
 429         req->ki_iovec = NULL;
 430         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_run_list);
 431         req->ki_eventfd = NULL;
 432
 433         return req;
 434 }
 435
 436 /*
 437  * struct kiocb's are allocated in batches to reduce the number of
 438  * times the ctx lock is acquired and released.
 439  */
 440 #define KIOCB_BATCH_SIZE        32L
 441 struct kiocb_batch {
 442         struct list_head head;
 443         long count; /* number of requests left to allocate */
 444 };
 445
 446 static void kiocb_batch_init(struct kiocb_batch *batch, long total)
 447 {
 448         INIT_LIST_HEAD(&batch->head);
 449         batch->count = total;
 450 }
 451
 452 static void kiocb_batch_free(struct kioctx *ctx, struct kiocb_batch *batch)
 453 {
 454         struct kiocb *req, *n;
 455
 456         if (list_empty(&batch->head))
 457                 return;
 458
 459         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 460         list_for_each_entry_safe(req, n, &batch->head, ki_batch) {
 461                 list_del(&req->ki_batch);
 462                 list_del(&req->ki_list);
 463                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
 464                 ctx->reqs_active--;
 465         }
 466         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
 467                 wake_up_all(&ctx->wait);
 468         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 469 }
 470
 471 /*
 472  * Allocate a batch of kiocbs.  This avoids taking and dropping the
 473  * context lock a lot during setup.
 474  */
 475 static int kiocb_batch_refill(struct kioctx *ctx, struct kiocb_batch *batch)
 476 {
 477         unsigned short allocated, to_alloc;
 478         long avail;
 479         bool called_fput = false;
 480         struct kiocb *req, *n;
 481         struct aio_ring *ring;
 482
 483         to_alloc = min(batch->count, KIOCB_BATCH_SIZE);
 484         for (allocated = 0; allocated < to_alloc; allocated++) {
 485                 req = __aio_get_req(ctx);
 486                 if (!req)
 487                         /* allocation failed, go with what we've got */
 488                         break;
 489                 list_add(&req->ki_batch, &batch->head);
 490         }
 491
 492         if (allocated == 0)
 493                 goto out;
 494
 495 retry:
 496         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 497         ring = kmap_atomic(ctx->ring_info.ring_pages[0]);
 498
 499         avail = aio_ring_avail(&ctx->ring_info, ring) - ctx->reqs_active;
 500         BUG_ON(avail < 0);
 501         if (avail == 0 && !called_fput) {
 502                 /*
 503                  * Handle a potential starvation case.  It is possible that
 504                  * we hold the last reference on a struct file, causing us
 505                  * to delay the final fput to non-irq context.  In this case,
 506                  * ctx->reqs_active is artificially high.  Calling the fput
 507                  * routine here may free up a slot in the event completion
 508                  * ring, allowing this allocation to succeed.
 509                  */
 510                 kunmap_atomic(ring);
 511                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 512                 aio_fput_routine(NULL);
 513                 called_fput = true;
 514                 goto retry;
 515         }
 516
 517         if (avail < allocated) {
 518                 /* Trim back the number of requests. */
 519                 list_for_each_entry_safe(req, n, &batch->head, ki_batch) {
 520                         list_del(&req->ki_batch);
 521                         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
 522                         if (--allocated <= avail)
 523                                 break;
 524                 }
 525         }
 526
 527         batch->count -= allocated;
 528         list_for_each_entry(req, &batch->head, ki_batch) {
 529                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
 530                 ctx->reqs_active++;
 531         }
 532
 533         kunmap_atomic(ring);
 534         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 535
 536 out:
 537         return allocated;
 538 }
 539
 540 static inline struct kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx,
 541                                         struct kiocb_batch *batch)
 542 {
 543         struct kiocb *req;
 544
 545         if (list_empty(&batch->head))
 546                 if (kiocb_batch_refill(ctx, batch) == 0)
 547                         return NULL;
 548         req = list_first_entry(&batch->head, struct kiocb, ki_batch);
 549         list_del(&req->ki_batch);
 550         return req;
 551 }
 552
 553 static inline void really_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
 554 {
 555         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
 556
 557         if (req->ki_eventfd != NULL)
 558                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
 559         if (req->ki_dtor)
 560                 req->ki_dtor(req);
 561         if (req->ki_iovec != &req->ki_inline_vec)
 562                 kfree(req->ki_iovec);
 563         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
 564         ctx->reqs_active--;
 565
 566         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
 567                 wake_up_all(&ctx->wait);
 568 }
 569
 570 static void aio_fput_routine(struct work_struct *data)
 571 {
 572         spin_lock_irq(&fput_lock);
 573         while (likely(!list_empty(&fput_head))) {
 574                 struct kiocb *req = list_kiocb(fput_head.next);
 575                 struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
 576
 577                 list_del(&req->ki_list);
 578                 spin_unlock_irq(&fput_lock);
 579
 580                 /* Complete the fput(s) */
 581                 if (req->ki_filp != NULL)
 582                         fput(req->ki_filp);
 583
 584                 /* Link the iocb into the context's free list */
 585                 rcu_read_lock();
 586                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 587                 really_put_req(ctx, req);
 588                 /*
 589                  * at that point ctx might've been killed, but actual
 590                  * freeing is RCU'd
 591                  */
 592                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 593                 rcu_read_unlock();
 594
 595                 spin_lock_irq(&fput_lock);
 596         }
 597         spin_unlock_irq(&fput_lock);
 598 }
 599
 600 /* __aio_put_req
 601  *      Returns true if this put was the last user of the request.
 602  */
 603 static int __aio_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
 604 {
 605         dprintk(KERN_DEBUG "aio_put(%p): f_count=%ld\n",
 606                 req, atomic_long_read(&req->ki_filp->f_count));
 607
 608         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
 609
 610         req->ki_users--;
 611         BUG_ON(req->ki_users < 0);
 612         if (likely(req->ki_users))
 613                 return 0;
 614         list_del(&req->ki_list);                /* remove from active_reqs */
 615         req->ki_cancel = NULL;
 616         req->ki_retry = NULL;
 617
 618         /*
 619          * Try to optimize the aio and eventfd file* puts, by avoiding to
 620          * schedule work in case it is not final fput() time. In normal cases,
 621          * we would not be holding the last reference to the file*, so
 622          * this function will be executed w/out any aio kthread wakeup.
 623          */
 624         if (unlikely(!fput_atomic(req->ki_filp))) {
 625                 spin_lock(&fput_lock);
 626                 list_add(&req->ki_list, &fput_head);
 627                 spin_unlock(&fput_lock);
 628                 schedule_work(&fput_work);
 629         } else {
 630                 req->ki_filp = NULL;
 631                 really_put_req(ctx, req);
 632         }
 633         return 1;
 634 }
 635
 636 /* aio_put_req
 637  *      Returns true if this put was the last user of the kiocb,
 638  *      false if the request is still in use.
 639  */
 640 int aio_put_req(struct kiocb *req)
 641 {
 642         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
 643         int ret;
 644         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 645         ret = __aio_put_req(ctx, req);
 646         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 647         return ret;
 648 }
 649 EXPORT_SYMBOL(aio_put_req);
 650
 651 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
 652 {
 653         struct mm_struct *mm = current->mm;
 654         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
 655         struct hlist_node *n;
 656
 657         rcu_read_lock();
 658
 659         hlist_for_each_entry_rcu(ctx, n, &mm->ioctx_list, list) {
 660                 /*
 661                  * RCU protects us against accessing freed memory but
 662                  * we have to be careful not to get a reference when the
 663                  * reference count already dropped to 0 (ctx->dead test
 664                  * is unreliable because of races).
 665                  */
 666                 if (ctx->user_id == ctx_id && !ctx->dead && try_get_ioctx(ctx)){
 667                         ret = ctx;
 668                         break;
 669                 }
 670         }
 671
 672         rcu_read_unlock();
 673         return ret;
 674 }
 675
 676 /*
 677  * Queue up a kiocb to be retried. Assumes that the kiocb
 678  * has already been marked as kicked, and places it on
 679  * the retry run list for the corresponding ioctx, if it
 680  * isn't already queued. Returns 1 if it actually queued
 681  * the kiocb (to tell the caller to activate the work
 682  * queue to process it), or 0, if it found that it was
 683  * already queued.
 684  */
 685 static inline int __queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
 686 {
 687         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
 688
 689         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
 690
 691         if (list_empty(&iocb->ki_run_list)) {
 692                 list_add_tail(&iocb->ki_run_list,
 693                         &ctx->run_list);
 694                 return 1;
 695         }
 696         return 0;
 697 }
 698
 699 /* aio_run_iocb
 700  *      This is the core aio execution routine. It is
 701  *      invoked both for initial i/o submission and
 702  *      subsequent retries via the aio_kick_handler.
 703  *      Expects to be invoked with iocb->ki_ctx->lock
 704  *      already held. The lock is released and reacquired
 705  *      as needed during processing.
 706  *
 707  * Calls the iocb retry method (already setup for the
 708  * iocb on initial submission) for operation specific
 709  * handling, but takes care of most of common retry
 710  * execution details for a given iocb. The retry method
 711  * needs to be non-blocking as far as possible, to avoid
 712  * holding up other iocbs waiting to be serviced by the
 713  * retry kernel thread.
 714  *
 715  * The trickier parts in this code have to do with
 716  * ensuring that only one retry instance is in progress
 717  * for a given iocb at any time. Providing that guarantee
 718  * simplifies the coding of individual aio operations as
 719  * it avoids various potential races.
 720  */
 721 static ssize_t aio_run_iocb(struct kiocb *iocb)
 722 {
 723         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
 724         ssize_t (*retry)(struct kiocb *);
 725         ssize_t ret;
 726
 727         if (!(retry = iocb->ki_retry)) {
 728                 printk("aio_run_iocb: iocb->ki_retry = NULL\n");
 729                 return 0;
 730         }
 731
 732         /*
 733          * We don't want the next retry iteration for this
 734          * operation to start until this one has returned and
 735          * updated the iocb state. However, wait_queue functions
 736          * can trigger a kick_iocb from interrupt context in the
 737          * meantime, indicating that data is available for the next
 738          * iteration. We want to remember that and enable the
 739          * next retry iteration _after_ we are through with
 740          * this one.
 741          *
 742          * So, in order to be able to register a "kick", but
 743          * prevent it from being queued now, we clear the kick
 744          * flag, but make the kick code *think* that the iocb is
 745          * still on the run list until we are actually done.
 746          * When we are done with this iteration, we check if
 747          * the iocb was kicked in the meantime and if so, queue
 748          * it up afresh.
 749          */
 750
 751         kiocbClearKicked(iocb);
 752
 753         /*
 754          * This is so that aio_complete knows it doesn't need to
 755          * pull the iocb off the run list (We can't just call
 756          * INIT_LIST_HEAD because we don't want a kick_iocb to
 757          * queue this on the run list yet)
 758          */
 759         iocb->ki_run_list.next = iocb->ki_run_list.prev = NULL;
 760         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 761
 762         /* Quit retrying if the i/o has been cancelled */
 763         if (kiocbIsCancelled(iocb)) {
 764                 ret = -EINTR;
 765                 aio_complete(iocb, ret, 0);
 766                 /* must not access the iocb after this */
 767                 goto out;
 768         }
 769
 770         /*
 771          * Now we are all set to call the retry method in async
 772          * context.
 773          */
 774         ret = retry(iocb);
 775
 776         if (ret != -EIOCBRETRY && ret != -EIOCBQUEUED) {
 777                 /*
 778                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
 779                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
 780                  */
 781                 if (unlikely(ret == -ERESTARTSYS || ret == -ERESTARTNOINTR ||
 782                              ret == -ERESTARTNOHAND || ret == -ERESTART_RESTARTBLOCK))
 783                         ret = -EINTR;
 784                 aio_complete(iocb, ret, 0);
 785         }
 786 out:
 787         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 788
 789         if (-EIOCBRETRY == ret) {
 790                 /*
 791                  * OK, now that we are done with this iteration
 792                  * and know that there is more left to go,
 793                  * this is where we let go so that a subsequent
 794                  * "kick" can start the next iteration
 795                  */
 796
 797                 /* will make __queue_kicked_iocb succeed from here on */
 798                 INIT_LIST_HEAD(&iocb->ki_run_list);
 799                 /* we must queue the next iteration ourselves, if it
 800                  * has already been kicked */
 801                 if (kiocbIsKicked(iocb)) {
 802                         __queue_kicked_iocb(iocb);
 803
 804                         /*
 805                          * __queue_kicked_iocb will always return 1 here, because
 806                          * iocb->ki_run_list is empty at this point so it should
 807                          * be safe to unconditionally queue the context into the
 808                          * work queue.
 809                          */
 810                         aio_queue_work(ctx);
 811                 }
 812         }
 813         return ret;
 814 }
 815
 816 /*
 817  * __aio_run_iocbs:
 818  *      Process all pending retries queued on the ioctx
 819  *      run list.
 820  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm
 821  * context.
 822  */
 823 static int __aio_run_iocbs(struct kioctx *ctx)
 824 {
 825         struct kiocb *iocb;
 826         struct list_head run_list;
 827
 828         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
 829
 830         list_replace_init(&ctx->run_list, &run_list);
 831         while (!list_empty(&run_list)) {
 832                 iocb = list_entry(run_list.next, struct kiocb,
 833                         ki_run_list);
 834                 list_del(&iocb->ki_run_list);
 835                 /*
 836                  * Hold an extra reference while retrying i/o.
 837                  */
 838                 iocb->ki_users++;       /* grab extra reference */
 839                 aio_run_iocb(iocb);
 840                 __aio_put_req(ctx, iocb);
 841         }
 842         if (!list_empty(&ctx->run_list))
 843                 return 1;
 844         return 0;
 845 }
 846
 847 static void aio_queue_work(struct kioctx * ctx)
 848 {
 849         unsigned long timeout;
 850         /*
 851          * if someone is waiting, get the work started right
 852          * away, otherwise, use a longer delay
 853          */
 854         smp_mb();
 855         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
 856                 timeout = 1;
 857         else
 858                 timeout = HZ/10;
 859         queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, timeout);
 860 }
 861
 862 /*
 863  * aio_run_all_iocbs:
 864  *      Process all pending retries queued on the ioctx
 865  *      run list, and keep running them until the list
 866  *      stays empty.
 867  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm context.
 868  */
 869 static inline void aio_run_all_iocbs(struct kioctx *ctx)
 870 {
 871         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 872         while (__aio_run_iocbs(ctx))
 873                 ;
 874         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 875 }
 876
 877 /*
 878  * aio_kick_handler:
 879  *      Work queue handler triggered to process pending
 880  *      retries on an ioctx. Takes on the aio issuer's
 881  *      mm context before running the iocbs, so that
 882  *      copy_xxx_user operates on the issuer's address
 883  *      space.
 884  * Run on aiod's context.
 885  */
 886 static void aio_kick_handler(struct work_struct *work)
 887 {
 888         struct kioctx *ctx = container_of(work, struct kioctx, wq.work);
 889         mm_segment_t oldfs = get_fs();
 890         struct mm_struct *mm;
 891         int requeue;
 892
 893         set_fs(USER_DS);
 894         use_mm(ctx->mm);
 895         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 896         requeue =__aio_run_iocbs(ctx);
 897         mm = ctx->mm;
 898         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 899         unuse_mm(mm);
 900         set_fs(oldfs);
 901         /*
 902          * we're in a worker thread already; no point using non-zero delay
 903          */
 904         if (requeue)
 905                 queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, 0);
 906 }
 907
 908
 909 /*
 910  * Called by kick_iocb to queue the kiocb for retry
 911  * and if required activate the aio work queue to process
 912  * it
 913  */
 914 static void try_queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
 915 {
 916         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
 917         unsigned long flags;
 918         int run = 0;
 919
 920         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 921         /* set this inside the lock so that we can't race with aio_run_iocb()
 922          * testing it and putting the iocb on the run list under the lock */
 923         if (!kiocbTryKick(iocb))
 924                 run = __queue_kicked_iocb(iocb);
 925         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 926         if (run)
 927                 aio_queue_work(ctx);
 928 }
 929
 930 /*
 931  * kick_iocb:
 932  *      Called typically from a wait queue callback context
 933  *      to trigger a retry of the iocb.
 934  *      The retry is usually executed by aio workqueue
 935  *      threads (See aio_kick_handler).
 936  */
 937 void kick_iocb(struct kiocb *iocb)
 938 {
 939         /* sync iocbs are easy: they can only ever be executing from a
 940          * single context. */
 941         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
 942                 kiocbSetKicked(iocb);
 943                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
 944                 return;
 945         }
 946
 947         try_queue_kicked_iocb(iocb);
 948 }
 949 EXPORT_SYMBOL(kick_iocb);
 950
 951 /* aio_complete
 952  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
 953  *      Returns true if this is the last user of the request.  The
 954  *      only other user of the request can be the cancellation code.
 955  */
 956 int aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2)
 957 {
 958         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
 959         struct aio_ring_info    *info;
 960         struct aio_ring *ring;
 961         struct io_event *event;
 962         unsigned long   flags;
 963         unsigned long   tail;
 964         int             ret;
 965
 966         /*
 967          * Special case handling for sync iocbs:
 968          *  - events go directly into the iocb for fast handling
 969          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
 970          *    ref, no other paths have a way to get another ref
 971          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
 972          */
 973         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
 974                 BUG_ON(iocb->ki_users != 1);
 975                 iocb->ki_user_data = res;
 976                 iocb->ki_users = 0;
 977                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
 978                 return 1;
 979         }
 980
 981         info = &ctx->ring_info;
 982
 983         /* add a completion event to the ring buffer.
 984          * must be done holding ctx->ctx_lock to prevent
 985          * other code from messing with the tail
 986          * pointer since we might be called from irq
 987          * context.
 988          */
 989         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 990
 991         if (iocb->ki_run_list.prev && !list_empty(&iocb->ki_run_list))
 992                 list_del_init(&iocb->ki_run_list);
 993
 994         /*
 995          * cancelled requests don't get events, userland was given one
 996          * when the event got cancelled.
 997          */
 998         if (kiocbIsCancelled(iocb))
 999                 goto put_rq;
1000
1001         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0]);
1002
1003         tail = info->tail;
1004         event = aio_ring_event(info, tail);
1005         if (++tail >= info->nr)
1006                 tail = 0;
1007
1008         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_obj.user;
1009         event->data = iocb->ki_user_data;
1010         event->res = res;
1011         event->res2 = res2;
1012
1013         dprintk("aio_complete: %p[%lu]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
1014                 ctx, tail, iocb, iocb->ki_obj.user, iocb->ki_user_data,
1015                 res, res2);
1016
1017         /* after flagging the request as done, we
1018          * must never even look at it again
1019          */
1020         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
1021
1022         info->tail = tail;
1023         ring->tail = tail;
1024
1025         put_aio_ring_event(event);
1026         kunmap_atomic(ring);
1027
1028         pr_debug("added to ring %p at [%lu]\n", iocb, tail);
1029
1030         /*
1031          * Check if the user asked us to deliver the result through an
1032          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
1033          * from IRQ context.
1034          */
1035         if (iocb->ki_eventfd != NULL)
1036                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
1037
1038 put_rq:
1039         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
1040         ret = __aio_put_req(ctx, iocb);
1041
1042         /*
1043          * We have to order our ring_info tail store above and test
1044          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1045          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1046          * ordered with the unlocked test.
1047          */
1048         smp_mb();
1049
1050         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1051                 wake_up(&ctx->wait);
1052
1053         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1054         return ret;
1055 }
1056 EXPORT_SYMBOL(aio_complete);
1057
1058 /* aio_read_evt
1059  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of
1060  *      events fetched (0 or 1 ;-)
1061  *      FIXME: make this use cmpxchg.
1062  *      TODO: make the ringbuffer user mmap()able (requires FIXME).
1063  */
1064 static int aio_read_evt(struct kioctx *ioctx, struct io_event *ent)
1065 {
1066         struct aio_ring_info *info = &ioctx->ring_info;
1067         struct aio_ring *ring;
1068         unsigned long head;
1069         int ret = 0;
1070
1071         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0]);
1072         dprintk("in aio_read_evt h%lu t%lu m%lu\n",
1073                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail,
1074                  (unsigned long)ring->nr);
1075
1076         if (ring->head == ring->tail)
1077                 goto out;
1078
1079         spin_lock(&info->ring_lock);
1080
1081         head = ring->head % info->nr;
1082         if (head != ring->tail) {
1083                 struct io_event *evp = aio_ring_event(info, head);
1084                 *ent = *evp;
1085                 head = (head + 1) % info->nr;
1086                 smp_mb(); /* finish reading the event before updatng the head */
1087                 ring->head = head;
1088                 ret = 1;
1089                 put_aio_ring_event(evp);
1090         }
1091         spin_unlock(&info->ring_lock);
1092
1093 out:
1094         kunmap_atomic(ring);
1095         dprintk("leaving aio_read_evt: %d  h%lu t%lu\n", ret,
1096                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail);
1097         return ret;
1098 }
1099
1100 struct aio_timeout {
1101         struct timer_list       timer;
1102         int                     timed_out;
1103         struct task_struct      *p;
1104 };
1105
1106 static void timeout_func(unsigned long data)
1107 {
1108         struct aio_timeout *to = (struct aio_timeout *)data;
1109
1110         to->timed_out = 1;
1111         wake_up_process(to->p);
1112 }
1113
1114 static inline void init_timeout(struct aio_timeout *to)
1115 {
1116         setup_timer_on_stack(&to->timer, timeout_func, (unsigned long) to);
1117         to->timed_out = 0;
1118         to->p = current;
1119 }
1120
1121 static inline void set_timeout(long start_jiffies, struct aio_timeout *to,
1122                                const struct timespec *ts)
1123 {
1124         to->timer.expires = start_jiffies + timespec_to_jiffies(ts);
1125         if (time_after(to->timer.expires, jiffies))
1126                 add_timer(&to->timer);
1127         else
1128                 to->timed_out = 1;
1129 }
1130
1131 static inline void clear_timeout(struct aio_timeout *to)
1132 {
1133         del_singleshot_timer_sync(&to->timer);
1134 }
1135
1136 static int read_events(struct kioctx *ctx,
1137                         long min_nr, long nr,
1138                         struct io_event __user *event,
1139                         struct timespec __user *timeout)
1140 {
1141         long                    start_jiffies = jiffies;
1142         struct task_struct      *tsk = current;
1143         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
1144         int                     ret;
1145         int                     i = 0;
1146         struct io_event         ent;
1147         struct aio_timeout      to;
1148         int                     retry = 0;
1149
1150         /* needed to zero any padding within an entry (there shouldn't be
1151          * any, but C is fun!
1152          */
1153         memset(&ent, 0, sizeof(ent));
1154 retry:
1155         ret = 0;
1156         while (likely(i < nr)) {
1157                 ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1158                 if (unlikely(ret <= 0))
1159                         break;
1160
1161                 dprintk("read event: %Lx %Lx %Lx %Lx\n",
1162                         ent.data, ent.obj, ent.res, ent.res2);
1163
1164                 /* Could we split the check in two? */
1165                 ret = -EFAULT;
1166                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1167                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1168                         break;
1169                 }
1170                 ret = 0;
1171
1172                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1173                 event ++;
1174                 i ++;
1175         }
1176
1177         if (min_nr <= i)
1178                 return i;
1179         if (ret)
1180                 return ret;
1181
1182         /* End fast path */
1183
1184         /* racey check, but it gets redone */
1185         if (!retry && unlikely(!list_empty(&ctx->run_list))) {
1186                 retry = 1;
1187                 aio_run_all_iocbs(ctx);
1188                 goto retry;
1189         }
1190
1191         init_timeout(&to);
1192         if (timeout) {
1193                 struct timespec ts;
1194                 ret = -EFAULT;
1195                 if (unlikely(copy_from_user(&ts, timeout, sizeof(ts))))
1196                         goto out;
1197
1198                 set_timeout(start_jiffies, &to, &ts);
1199         }
1200
1201         while (likely(i < nr)) {
1202                 add_wait_queue_exclusive(&ctx->wait, &wait);
1203                 do {
1204                         set_task_state(tsk, TASK_INTERRUPTIBLE);
1205                         ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1206                         if (ret)
1207                                 break;
1208                         if (min_nr <= i)
1209                                 break;
1210                         if (unlikely(ctx->dead)) {
1211                                 ret = -EINVAL;
1212                                 break;
1213                         }
1214                         if (to.timed_out)       /* Only check after read evt */
1215                                 break;
1216                         /* Try to only show up in io wait if there are ops
1217                          *  in flight */
1218                         if (ctx->reqs_active)
1219                                 io_schedule();
1220                         else
1221                                 schedule();
1222                         if (signal_pending(tsk)) {
1223                                 ret = -EINTR;
1224                                 break;
1225                         }
1226                         /*ret = aio_read_evt(ctx, &ent);*/
1227                 } while (1) ;
1228
1229                 set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
1230                 remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
1231
1232                 if (unlikely(ret <= 0))
1233                         break;
1234
1235                 ret = -EFAULT;
1236                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1237                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1238                         break;
1239                 }
1240
1241                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1242                 event ++;
1243                 i ++;
1244         }
1245
1246         if (timeout)
1247                 clear_timeout(&to);
1248 out:
1249         destroy_timer_on_stack(&to.timer);
1250         return i ? i : ret;
1251 }
1252
1253 /* Take an ioctx and remove it from the list of ioctx's.  Protects
1254  * against races with itself via ->dead.
1255  */
1256 static void io_destroy(struct kioctx *ioctx)
1257 {
1258         struct mm_struct *mm = current->mm;
1259         int was_dead;
1260
1261         /* delete the entry from the list is someone else hasn't already */
1262         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
1263         was_dead = ioctx->dead;
1264         ioctx->dead = 1;
1265         hlist_del_rcu(&ioctx->list);
1266         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
1267
1268         dprintk("aio_release(%p)\n", ioctx);
1269         if (likely(!was_dead))
1270                 put_ioctx(ioctx);       /* twice for the list */
1271
1272         aio_cancel_all(ioctx);
1273         wait_for_all_aios(ioctx);
1274
1275         /*
1276          * Wake up any waiters.  The setting of ctx->dead must be seen
1277          * by other CPUs at this point.  Right now, we rely on the
1278          * locking done by the above calls to ensure this consistency.
1279          */
1280         wake_up_all(&ioctx->wait);
1281         put_ioctx(ioctx);       /* once for the lookup */
1282 }
1283
1284 /* sys_io_setup:
1285  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1286  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1287  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1288  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting
1289  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1290  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail
1291  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit
1292  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1293  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1294  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1295  *      implemented.
1296  */
1297 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1298 {
1299         struct kioctx *ioctx = NULL;
1300         unsigned long ctx;
1301         long ret;
1302
1303         ret = get_user(ctx, ctxp);
1304         if (unlikely(ret))
1305                 goto out;
1306
1307         ret = -EINVAL;
1308         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1309                 pr_debug("EINVAL: io_setup: ctx %lu nr_events %u\n",
1310                          ctx, nr_events);
1311                 goto out;
1312         }
1313
1314         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1315         ret = PTR_ERR(ioctx);
1316         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1317                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1318                 if (!ret) {
1319                         put_ioctx(ioctx);
1320                         return 0;
1321                 }
1322                 io_destroy(ioctx);
1323         }
1324
1325 out:
1326         return ret;
1327 }
1328
1329 /* sys_io_destroy:
1330  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding
1331  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1332  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1333  *      is invalid.
1334  */
1335 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1336 {
1337         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1338         if (likely(NULL != ioctx)) {
1339                 io_destroy(ioctx);
1340                 return 0;
1341         }
1342         pr_debug("EINVAL: io_destroy: invalid context id\n");
1343         return -EINVAL;
1344 }
1345
1346 static void aio_advance_iovec(struct kiocb *iocb, ssize_t ret)
1347 {
1348         struct iovec *iov = &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg];
1349
1350         BUG_ON(ret <= 0);
1351
1352         while (iocb->ki_cur_seg < iocb->ki_nr_segs && ret > 0) {
1353                 ssize_t this = min((ssize_t)iov->iov_len, ret);
1354                 iov->iov_base += this;
1355                 iov->iov_len -= this;
1356                 iocb->ki_left -= this;
1357                 ret -= this;
1358                 if (iov->iov_len == 0) {
1359                         iocb->ki_cur_seg++;
1360                         iov++;
1361                 }
1362         }
1363
1364         /* the caller should not have done more io than what fit in
1365          * the remaining iovecs */
1366         BUG_ON(ret > 0 && iocb->ki_left == 0);
1367 }
1368
1369 static ssize_t aio_rw_vect_retry(struct kiocb *iocb)
1370 {
1371         struct file *file = iocb->ki_filp;
1372         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1373         struct inode *inode = mapping->host;
1374         ssize_t (*rw_op)(struct kiocb *, const struct iovec *,
1375                          unsigned long, loff_t);
1376         ssize_t ret = 0;
1377         unsigned short opcode;
1378
1379         if ((iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREADV) ||
1380                 (iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREAD)) {
1381                 rw_op = file->f_op->aio_read;
1382                 opcode = IOCB_CMD_PREADV;
1383         } else {
1384                 rw_op = file->f_op->aio_write;
1385                 opcode = IOCB_CMD_PWRITEV;
1386         }
1387
1388         /* This matches the pread()/pwrite() logic */
1389         if (iocb->ki_pos < 0)
1390                 return -EINVAL;
1391
1392         do {
1393                 ret = rw_op(iocb, &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg],
1394                             iocb->ki_nr_segs - iocb->ki_cur_seg,
1395                             iocb->ki_pos);
1396                 if (ret > 0)
1397                         aio_advance_iovec(iocb, ret);
1398
1399         /* retry all partial writes.  retry partial reads as long as its a
1400          * regular file. */
1401         } while (ret > 0 && iocb->ki_left > 0 &&
1402                  (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV ||
1403                   (!S_ISFIFO(inode->i_mode) && !S_ISSOCK(inode->i_mode))));
1404
1405         /* This means we must have transferred all that we could */
1406         /* No need to retry anymore */
1407         if ((ret == 0) || (iocb->ki_left == 0))
1408                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1409
1410         /* If we managed to write some out we return that, rather than
1411          * the eventual error. */
1412         if (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV
1413             && ret < 0 && ret != -EIOCBQUEUED && ret != -EIOCBRETRY
1414             && iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left)
1415                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1416
1417         return ret;
1418 }
1419
1420 static ssize_t aio_fdsync(struct kiocb *iocb)
1421 {
1422         struct file *file = iocb->ki_filp;
1423         ssize_t ret = -EINVAL;
1424
1425         if (file->f_op->aio_fsync)
1426                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 1);
1427         return ret;
1428 }
1429
1430 static ssize_t aio_fsync(struct kiocb *iocb)
1431 {
1432         struct file *file = iocb->ki_filp;
1433         ssize_t ret = -EINVAL;
1434
1435         if (file->f_op->aio_fsync)
1436                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 0);
1437         return ret;
1438 }
1439
1440 static ssize_t aio_setup_vectored_rw(int type, struct kiocb *kiocb, bool compat)
1441 {
1442         ssize_t ret;
1443
1444 #ifdef CONFIG_COMPAT
1445         if (compat)
1446                 ret = compat_rw_copy_check_uvector(type,
1447                                 (struct compat_iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1448                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1449                                 &kiocb->ki_iovec, 1);
1450         else
1451 #endif
1452                 ret = rw_copy_check_uvector(type,
1453                                 (struct iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1454                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1455                                 &kiocb->ki_iovec, 1);
1456         if (ret < 0)
1457                 goto out;
1458
1459         kiocb->ki_nr_segs = kiocb->ki_nbytes;
1460         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1461         /* ki_nbytes/left now reflect bytes instead of segs */
1462         kiocb->ki_nbytes = ret;
1463         kiocb->ki_left = ret;
1464
1465         ret = 0;
1466 out:
1467         return ret;
1468 }
1469
1470 static ssize_t aio_setup_single_vector(struct kiocb *kiocb)
1471 {
1472         kiocb->ki_iovec = &kiocb->ki_inline_vec;
1473         kiocb->ki_iovec->iov_base = kiocb->ki_buf;
1474         kiocb->ki_iovec->iov_len = kiocb->ki_left;
1475         kiocb->ki_nr_segs = 1;
1476         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1477         return 0;
1478 }
1479
1480 /*
1481  * aio_setup_iocb:
1482  *      Performs the initial checks and aio retry method
1483  *      setup for the kiocb at the time of io submission.
1484  */
1485 static ssize_t aio_setup_iocb(struct kiocb *kiocb, bool compat)
1486 {
1487         struct file *file = kiocb->ki_filp;
1488         ssize_t ret = 0;
1489
1490         switch (kiocb->ki_opcode) {
1491         case IOCB_CMD_PREAD:
1492                 ret = -EBADF;
1493                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1494                         break;
1495                 ret = -EFAULT;
1496                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_WRITE, kiocb->ki_buf,
1497                         kiocb->ki_left)))
1498                         break;
1499                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1500                 if (unlikely(ret))
1501                         break;
1502                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1503                 if (ret)
1504                         break;
1505                 ret = -EINVAL;
1506                 if (file->f_op->aio_read)
1507                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1508                 break;
1509         case IOCB_CMD_PWRITE:
1510                 ret = -EBADF;
1511                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1512                         break;
1513                 ret = -EFAULT;
1514                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, kiocb->ki_buf,
1515                         kiocb->ki_left)))
1516                         break;
1517                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1518                 if (unlikely(ret))
1519                         break;
1520                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1521                 if (ret)
1522                         break;
1523                 ret = -EINVAL;
1524                 if (file->f_op->aio_write)
1525                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1526                 break;
1527         case IOCB_CMD_PREADV:
1528                 ret = -EBADF;
1529                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1530                         break;
1531                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1532                 if (unlikely(ret))
1533                         break;
1534                 ret = aio_setup_vectored_rw(READ, kiocb, compat);
1535                 if (ret)
1536                         break;
1537                 ret = -EINVAL;
1538                 if (file->f_op->aio_read)
1539                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1540                 break;
1541         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1542                 ret = -EBADF;
1543                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1544                         break;
1545                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1546                 if (unlikely(ret))
1547                         break;
1548                 ret = aio_setup_vectored_rw(WRITE, kiocb, compat);
1549                 if (ret)
1550                         break;
1551                 ret = -EINVAL;
1552                 if (file->f_op->aio_write)
1553                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1554                 break;
1555         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1556                 ret = -EINVAL;
1557                 if (file->f_op->aio_fsync)
1558                         kiocb->ki_retry = aio_fdsync;
1559                 break;
1560         case IOCB_CMD_FSYNC:
1561                 ret = -EINVAL;
1562                 if (file->f_op->aio_fsync)
1563                         kiocb->ki_retry = aio_fsync;
1564                 break;
1565         default:
1566                 dprintk("EINVAL: io_submit: no operation provided\n");
1567                 ret = -EINVAL;
1568         }
1569
1570         if (!kiocb->ki_retry)
1571                 return ret;
1572
1573         return 0;
1574 }
1575
1576 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1577                          struct iocb *iocb, struct kiocb_batch *batch,
1578                          bool compat)
1579 {
1580         struct kiocb *req;
1581         struct file *file;
1582         ssize_t ret;
1583
1584         /* enforce forwards compatibility on users */
1585         if (unlikely(iocb->aio_reserved1 || iocb->aio_reserved2)) {
1586                 pr_debug("EINVAL: io_submit: reserve field set\n");
1587                 return -EINVAL;
1588         }
1589
1590         /* prevent overflows */
1591         if (unlikely(
1592             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1593             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1594             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1595            )) {
1596                 pr_debug("EINVAL: io_submit: overflow check\n");
1597                 return -EINVAL;
1598         }
1599
1600         file = fget(iocb->aio_fildes);
1601         if (unlikely(!file))
1602                 return -EBADF;
1603
1604         req = aio_get_req(ctx, batch);  /* returns with 2 references to req */
1605         if (unlikely(!req)) {
1606                 fput(file);
1607                 return -EAGAIN;
1608         }
1609         req->ki_filp = file;
1610         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1611                 /*
1612                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1613                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1614                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1615                  * event using the eventfd_signal() function.
1616                  */
1617                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb->aio_resfd);
1618                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1619                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1620                         req->ki_eventfd = NULL;
1621                         goto out_put_req;
1622                 }
1623         }
1624
1625         ret = put_user(req->ki_key, &user_iocb->aio_key);
1626         if (unlikely(ret)) {
1627                 dprintk("EFAULT: aio_key\n");
1628                 goto out_put_req;
1629         }
1630
1631         req->ki_obj.user = user_iocb;
1632         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1633         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1634
1635         req->ki_buf = (char __user *)(unsigned long)iocb->aio_buf;
1636         req->ki_left = req->ki_nbytes = iocb->aio_nbytes;
1637         req->ki_opcode = iocb->aio_lio_opcode;
1638
1639         ret = aio_setup_iocb(req, compat);
1640
1641         if (ret)
1642                 goto out_put_req;
1643
1644         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1645         /*
1646          * We could have raced with io_destroy() and are currently holding a
1647          * reference to ctx which should be destroyed. We cannot submit IO
1648          * since ctx gets freed as soon as io_submit() puts its reference.  The
1649          * check here is reliable: io_destroy() sets ctx->dead before waiting
1650          * for outstanding IO and the barrier between these two is realized by
1651          * unlock of mm->ioctx_lock and lock of ctx->ctx_lock.  Analogously we
1652          * increment ctx->reqs_active before checking for ctx->dead and the
1653          * barrier is realized by unlock and lock of ctx->ctx_lock. Thus if we
1654          * don't see ctx->dead set here, io_destroy() waits for our IO to
1655          * finish.
1656          */
1657         if (ctx->dead) {
1658                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1659                 ret = -EINVAL;
1660                 goto out_put_req;
1661         }
1662         aio_run_iocb(req);
1663         if (!list_empty(&ctx->run_list)) {
1664                 /* drain the run list */
1665                 while (__aio_run_iocbs(ctx))
1666                         ;
1667         }
1668         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1669
1670         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1671         return 0;
1672
1673 out_put_req:
1674         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1675         aio_put_req(req);       /* drop i/o ref to req */
1676         return ret;
1677 }
1678
1679 long do_io_submit(aio_context_t ctx_id, long nr,
1680                   struct iocb __user *__user *iocbpp, bool compat)
1681 {
1682         struct kioctx *ctx;
1683         long ret = 0;
1684         int i = 0;
1685         struct blk_plug plug;
1686         struct kiocb_batch batch;
1687
1688         if (unlikely(nr < 0))
1689                 return -EINVAL;
1690
1691         if (unlikely(nr > LONG_MAX/sizeof(*iocbpp)))
1692                 nr = LONG_MAX/sizeof(*iocbpp);
1693
1694         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1695                 return -EFAULT;
1696
1697         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1698         if (unlikely(!ctx)) {
1699                 pr_debug("EINVAL: io_submit: invalid context id\n");
1700                 return -EINVAL;
1701         }
1702
1703         kiocb_batch_init(&batch, nr);
1704
1705         blk_start_plug(&plug);
1706
1707         /*
1708          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1709          * successfully submitted?
1710          */
1711         for (i=0; i<nr; i++) {
1712                 struct iocb __user *user_iocb;
1713                 struct iocb tmp;
1714
1715                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1716                         ret = -EFAULT;
1717                         break;
1718                 }
1719
1720                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1721                         ret = -EFAULT;
1722                         break;
1723                 }
1724
1725                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp, &batch, compat);
1726                 if (ret)
1727                         break;
1728         }
1729         blk_finish_plug(&plug);
1730
1731         kiocb_batch_free(ctx, &batch);
1732         put_ioctx(ctx);
1733         return i ? i : ret;
1734 }
1735
1736 /* sys_io_submit:
1737  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1738  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1739  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1740  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1741  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1742  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1743  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1744  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1745  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1746  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1747  */
1748 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1749                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1750 {
1751         return do_io_submit(ctx_id, nr, iocbpp, 0);
1752 }
1753
1754 /* lookup_kiocb
1755  *      Finds a given iocb for cancellation.
1756  */
1757 static struct kiocb *lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb,
1758                                   u32 key)
1759 {
1760         struct list_head *pos;
1761
1762         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1763
1764         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1765         list_for_each(pos, &ctx->active_reqs) {
1766                 struct kiocb *kiocb = list_kiocb(pos);
1767                 if (kiocb->ki_obj.user == iocb && kiocb->ki_key == key)
1768                         return kiocb;
1769         }
1770         return NULL;
1771 }
1772
1773 /* sys_io_cancel:
1774  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1775  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1776  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1777  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1778  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1779  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1780  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1781  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1782  */
1783 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1784                 struct io_event __user *, result)
1785 {
1786         int (*cancel)(struct kiocb *iocb, struct io_event *res);
1787         struct kioctx *ctx;
1788         struct kiocb *kiocb;
1789         u32 key;
1790         int ret;
1791
1792         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1793         if (unlikely(ret))
1794                 return -EFAULT;
1795
1796         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1797         if (unlikely(!ctx))
1798                 return -EINVAL;
1799
1800         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1801         ret = -EAGAIN;
1802         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1803         if (kiocb && kiocb->ki_cancel) {
1804                 cancel = kiocb->ki_cancel;
1805                 kiocb->ki_users ++;
1806                 kiocbSetCancelled(kiocb);
1807         } else
1808                 cancel = NULL;
1809         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1810
1811         if (NULL != cancel) {
1812                 struct io_event tmp;
1813                 pr_debug("calling cancel\n");
1814                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
1815                 tmp.obj = (u64)(unsigned long)kiocb->ki_obj.user;
1816                 tmp.data = kiocb->ki_user_data;
1817                 ret = cancel(kiocb, &tmp);
1818                 if (!ret) {
1819                         /* Cancellation succeeded -- copy the result
1820                          * into the user's buffer.
1821                          */
1822                         if (copy_to_user(result, &tmp, sizeof(tmp)))
1823                                 ret = -EFAULT;
1824                 }
1825         } else
1826                 ret = -EINVAL;
1827
1828         put_ioctx(ctx);
1829
1830         return ret;
1831 }
1832
1833 /* io_getevents:
1834  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1835  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
1836  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
1837  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
1838  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
1839  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
1840  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
1841  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
1842  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
1843  *      timeout is relative and will be updated if not NULL and the
1844  *      operation blocks. Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1845  */
1846 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
1847                 long, min_nr,
1848                 long, nr,
1849                 struct io_event __user *, events,
1850                 struct timespec __user *, timeout)
1851 {
1852         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1853         long ret = -EINVAL;
1854
1855         if (likely(ioctx)) {
1856                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
1857                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, timeout);
1858                 put_ioctx(ioctx);
1859         }
1860
1861         asmlinkage_protect(5, ret, ctx_id, min_nr, nr, events, timeout);
1862         return ret;
1863 }